机械设计基础：凸轮机构PPT教学课件.pptx

单元二凸轮机构-

课题一凸轮机构概述壹课题二盘形凸轮轮廓曲线设计贰目录CONTENTS

课题一凸轮机构概述壹

课题一凸轮机构概述壹学习目标能力目标1.通过观察内燃机中的凸轮机构，具备正确选用和维护凸轮机构的能力。2.能根据实际生产要求拟定从动件运动规律。知识目标1.理解凸轮机构的应用特点及分类。2.掌握凸轮机构的工作过程和从动件常用运动规律。素质目标1.结合制造业对人才的需求与“工匠精神”的需求，培养自主学习、团结协作、积极创新的精神。2.观看视频《大国工匠——陈行行1》，通过了解陈行行从普通钳工成长为身怀绝技的大国工匠的事迹，激发职业自豪感和使命感，懂得大国工匠的精神实质，培养责任感和为国奉献的精神。视频大国工匠——陈行行1

课题一凸轮机构概述壹课题导入你知道内燃机的气门是如何开闭的吗?内燃机中的凸轮机构设计时要满足哪些条件才能顺利完成吸气和排气？相关知识设计机器时，应根据机器所需完成的工作过程来选择所需机构的运动形式和运动规律。当机器的执行构件需要按一定的位移、速度、加速度规律运动时，采用低副机构很难满足要求，这种情况下最简单的解决方法就是采用凸轮机构。

课题一凸轮机构概述壹一、凸轮机构的应用凸轮是能控制从动件运动规律的、具有曲线或曲面轮廓的构件。凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架组成。凸轮机构可以通过凸轮的曲线轮廓或凹槽的驱使，使从动件连续或不连续地运动，并精确实现预期的运动规律。与平面连杆机构相比，凸轮机构的优点有结构简单、紧凑，工作可靠，只要设计适当的凸轮轮廓或凹槽形状就可以精确实现任意复杂的运动规律；缺点是凸轮与从动件间为高副接触，易磨损，因而只宜用于传力不大的场合，而且凸轮加工复杂，成本较高。

课题一凸轮机构概述壹凸轮机构的应用实例如下：（1）图2-1所示为内燃机配气机构。盘形凸轮做等速回转，利用其轮廓向径变化，迫使从动件（气门推杆）上、下移动，以控制气门的启闭，从而按预定规律吸入燃气或排出废气。（2）图2-2所示为机床自动进给机构。圆柱凸轮做等速回转，其上的沟槽迫使从动件（扇形齿轮）摆动，从而驱使刀架按一定运动规律完成进刀、退刀和停歇的加工动作。由于该凸轮机构的运动不是在同一平面内完成的，所以它属于空间凸轮机构。视频配气机构

课题一凸轮机构概述壹

课题一凸轮机构概述壹（3）图2-3所示为靠模车削机构。工件回转时，移动凸轮（靠模板）和工件一起向右移动，从动件（刀架）在靠模板曲线轮廓的驱使下做横向进给，从而切削出与靠模板曲线一致的工件。（4）图2-4所示为自动机床中的横向进给机构。当凸轮等速回转一周时，凸轮的曲线外廓推动从动件带动刀架完成以下动作：车刀快速接近工件，等速进刀切削，切削结束刀具快速退回，停留一段时间再进行下一个运动循环。视频自动车床中的转塔式自动换刀装置

课题一凸轮机构概述壹

课题一凸轮机构概述壹二、凸轮机构的分类凸轮机构的主要类型如表2-1所示。

课题一凸轮机构概述壹

课题一凸轮机构概述壹盘形凸轮与从动件的接触关系如图2-5所示。

课题一凸轮机构概述壹三、凸轮机构的工作过程及常用运动规律（一）凸轮机构的工作过程图2-6所示为一对心移动尖端从动件盘形凸轮机构，凸轮轮廓上任意一点到凸轮回转中心之间的距离称为凸轮轮廓上该点的向径。显然，从动件的运动取决于凸轮轮廓向径的变化。以凸轮回转中心为圆心、凸轮轮廓的最小向径为半径所作的圆称为基圆。通常取基圆与轮廓的交点A为起始点。由于此时轮廓向径最小，从动件处于离凸轮回转中心最近的位置。当凸轮逆时针旋转时，凸轮AB段轮廓向径逐渐增大，从动件从A点开始上升，故称A点为初始位置。如图2-7所示，当凸轮转过φ0角度时，则轮廓上A点转至B点位置。由于B点轮廓向径最大，从动件上升至离凸轮回转中心最远的B′位置，从动件从最低点上升到最高点的运动过程称为视频凸轮轮廓与位移曲线的关系

课题一凸轮机构概述壹推程。此时凸轮转过的角度φ0称为升程角。凸轮继续转动，凸轮BC段轮廓与从动件接触，由于BC段为以O为圆心的圆弧，轮廓向径不变，所以从动件停在最远位置不动，即称为远停程。此时凸轮转过的角度φs称为远停程角。当凸轮再继续转过φ0′角度时，从动件又从最远位置B′点回到最近位置D点，该运动过程称为回程，凸轮对应的转角φ0′称为回程角。凸轮接着转过φs′角度，从动件与凸轮接触的DA段轮廓是基圆上的一段圆弧，因此从动件停在最近位置不动，该过程称为近停程，凸轮对应的转角φs′，称为近停程角。

课题一凸轮机构概述壹凸轮连续转动，则从动件重复进行“升—停—降—停”的过程。本例仅是一种典型的凸轮机构运动过程，实际凸轮机构中是否需要远停程或近停